· Διοξείδιο του άνθρακα
· Υδρατμοί
· Μεθάνιο
· Οξείδια του Αζώτου
· Οζον (κυρίως το ανθρωπογενές χαμηλά στην ατμόσφαιρα)
· Χλωροφθοράνθρακες (προϊόντα συνθετικής χημείας)
Από τα αέρια αυτά τα πιο σημαντικά είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο και οι υδρατμοί. Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) εντάσσεται στον «κύκλο του Ανθρακα» έναν από τους σημαντικότερους «βιογεωχημικούς κύκλους», που περιγράφει τις μετακινήσεις του στοιχείου «Ανθρακας» ανάμεσα σε ατμόσφαιρα, ζωντανούς οργανισμούς, έδαφος και θάλασσα. Τα πράσινα φυτά με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης (κατά την οποία απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από τον ατμοσφαιρικό αέρα και εκλύουν οξυγόνο) παίζουν καθοριστικό ρόλο σ΄αυτόν το κύκλο. Οι ανθρώπινες επεμβάσεις, με την αποδάσωση και με την αυξανόμενη προσθήκη διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από την καύση ορυκτών καυσίμων αλλοιώνουν αυτόν τον κύκλο και εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Είναι χαρακτηριστικό πως ενώ η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε CO2 στην αρχή της βιομηχανικής επανάστασης ήταν 280 μέρη στο εκατομμύριο, σήμερα έχει φτάσει στα 386 μέρη στο εκατομμύριο. Το 2004 οι παγκόσμιες εκπομπές CO2 έφτασαν το ιστορικό ρεκόρ των 7.910 δις. μετρικών τόννων. Οι λεγόμενες «δεξαμενές άνθρακα» του πλανήτη, δηλαδή οι ωκεανοί και τα δάση με τα φυτά και το έδαφός τους, απορροφούν, σε ένα βαθμό, το προστιθέμενο CO2. Σήμερα, όμως, φαίνεται πως έχουν φτάσει πιά στα όρια των δυνατοτήτων τους.
Οι υδρατμοί είναι το πιο άφθονο σε ποσότητα αέριο του θερμοκηπίου. Οσο η θερμοκρασία της γής αυξάνεται, δημιουργείται ένας φαύλος κύκλος (θετική ανατροφοδότηση) γιατί εντείνεται η εξάτμιση των νερών, οπότε αυξάνονται οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα, που με τη σειρά τους κατακρατούν μεγαλύτερο ποσό της ανακλώμενης από τη γή υπέρυθρης ακτινοβολίας, οπότε η γή θερμαίνεται περισσότερο κ.ο.κ.
Το μεθάνιο (CH4) παράγεται από τις αναερόβιες αποσυνθέσεις οργανικών υλικών, που παρατηρούνται τόσο σε φυσικές διεργασίες όσο και σε ανθρώπινες δραστηριότητες (χωματερές, διαχείριση λυμάτων, ανθρακορυχεία, κτηνοτροφία κ.α.). Η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε μεθάνιο είναι σήμερα η διπλάσια αυτής που υπήρχε στην αρχή της βιομηχανικής εποχής. Γι αυτό και έχει μεγάλη σημασία να μειώσουμε τις εκπομπές του στην ατμόσφαιρα.
Αντίστοιχες επιδράσεις έχουν και τα Οξείδια του Αζώτου, το Οζον και οι Χλωροφθοράνθρακες, αέρια που κατασκευάζονται από τον άνθρωπο ή προκύπτουν από καύσεις στις μεταφορές και τη βιομηχανία..
Το «φαινόμενο του θερμοκηπίου» καθορίζει το ποσό της θερμότητας του ήλιου που δέχεται τελικά η γή. Από κεί και πέρα, τα επι μέρους στοιχεία του κλίματος της γής διαμορφώνονται με βάση την αναδιανομή της θερμότητας από τον Ισημερινό και τους τροπικούς (που θερμαίνονται περισσότερο) προς τους πόλους (που δέχονται τη λιγότερη θερμότητα). Η αναδιανομή αυτή πραγματοποιείται με τις μετακινήσεις των αερίων μαζών (άνεμοι) και νερών (μεγάλα ωκεάνια ρεύματα). Αν αλλοιωθούν αυτοί οι μηχανισμοί (π.χ. η κίνηση των ρευμάτων στον Βόρειο Ατλαντικό), τότε θα έχουμε δραματικές αλλαγές στο κλίμα με εξαιρετικά καταστροφικές επιπτώσεις σε εκατομμύρια ανθρώπων.